Arşimet prensibi

Arşimet prensibi, bir sıvı içindeki katı bir cismin, taşırdığı sıvının ağırlığına eşit bir batmazlık kuvveti ile yukarıya itildiğini belirtir. Ünlü bir deneyde Arşimet, aynı kütledeki altın bir taç ile bir altın külçesinin taşıracakları su miktarlarının aynı olması gerektiğini ileri sürmüş ve bunu doğrulayamayınca tacın saf altın olmadığını anlamıştır.

Kaldırma Kuvveti

Archimedes water balance

Archimede schema plongee

Suyun kaldırma kuvveti, Arşimet tarafından fark edilen ve ileri sürülen bir ilkeyle, açıklığa kavuşmuştur. Su, kendi yoğunluğundan da az yoğunluğa sahip olan cisimleri, yüzeyine doğru itmektedir. Yoğunluk farklılıklarından ortaya çıkan itme kuvveti etkisiyle cisim yüzmeye başlar. Burada her ne kadar gemi ve deniz mühendisliğinin alanına girdiğinden, örnek su olarak alınmışsa da bu ilke sıvılar için de genel kuraldır.

Yoğunluk karşılaştırması basit şekilde söyle yapılabilir: elinize alacağınız bir kabı taşana kadar doldurun. Tabi önce o kabı da ondan daha büyük olan başka bir kaba koyun. Sonra da yüzebilecek herhangi bir cismi kaba atın. Büyük kapta biriken taşma suyu, varsa bir ölçekle (çamaşır makinesi toz ölçüsü veya ölçekli su sürahisi de olur) hacmini, bir teraziyle de cismin ağırlığını ölçün. Sonra bir bölme işlemiyle cismin ağırlığını, hacme bölün. Bulduğunuz o rakam kabaca o cismin yoğunluğunu verir. Bu sayı birden küçükse kaba attığınız cisim şu an suda yüzüyor durumdadır. Birden büyükse suya batmıştır. Anlaşılacağı gibi içme suyu kullandığımız düşünülmüştür ve içme suyunun yoğunluğu 1'dir.

Aslında bu doğal olay yüzmenin de nasıl gerçekleştiğini ortaya koyar. Arşimet bu deneyi aynı büyüklükteki iki altın parçayı terazinin iki koluna bağlayıp birini suya batırarak yapmıştır. Yukarıda açıklanan kendi bulduğu yöntemle altınların ikisi de gerçekse yoğunluklarının aynı kalacağını, biri farklı karışımlardan oluşan altınsa yoğunluk farkıyla ortaya çıkacağını ileri sürmüş ve kanıtlamıştır.

Kaldırma kuvvetinin formülü şöyle verilmiştir:

${\displaystyle {\begin{matrix}F_{\rm {KALDIRMA}}&=&V_{\rm {BATAN}}\cdot \rho _{\rm {SIVI}}\cdot g\\\ &=&8000~{\rm {cm}}^{3}\cdot 1{\frac {g}{{\rm {cm}}^{3}}}\cdot 9{,}81\cdot 10^{-3}{\frac {\rm {N}}{g}}\\\ &=&78{,}48~{\rm {N}}\end{matrix}}}$

Burada F_K kaldırma kuvvetini, V_batan batan hacmi, ρ_sıvı sıvının yoğunluğunu ve g yerçekimi ivmesini belirtir.

Kullanıldığı yerler ve işler

• Cisimlerin kendi ağırlıklarının bulunması
• Şamandıra sistemleri
• Deniz taşıtları
• Hidrostatik Mühendisliği

Dış bağlantılar

• Sıvıların Kaldırma Kuvveti